电子电路的组装调试与总结重庆大学

1、 电子技术基础课程设计 指导书 唐治德杨永明申利平 吕宗伟 王明昌 夏鸣风 汪金刚 电气工程学院 2011年6月 13 目录 1 .电子技术基础课程设计的基础知识 . 3 2课程设计专题 . 7 3. 电子技术（II）课程设计级报名表 . 51 4. 模拟电子技术课程设计要求 . 5213 1.1. 电子技术基础课程设计的基础知识 电子技术基础课程设汁包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和总结报告等教学 环节。这里介绍课程设计的有关知识。 1 一 1 电子电路设计方法 在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设汁任务，根据任务进行方案选择, 然后对方案中的各部分进行单元电路的设讣、参数讣

2、算和器件选择，最后将各部分连接在 一起，画出一个符合设计要求的系统电路图。 一、 明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能、指标、内容及要求，以便明 确系统应完成的任务。 二、 方案选择 把系统要完成的任务分解为若干个单元电路，并画岀一个能表示各单元功能的整机原 理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提岀的任务、要求和条件， 完成系统的功能设讣。在此过程中要敢于探索，勇于创新，争取方案的设计合理、可靠、 经济、功能齐全、技术先进。并且对方案要不断进行可行性和优缺点的分析，最后设计出 一个完整框图。 三、 单元电路的设计、参数计算和器件选择

3、根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行单元电路设计、参数计算和器 件选择。 1. 单元电路的设计 单元电路是整机的一部分，只有把单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设讣前都需明确本单元电路的任务，详细拟订岀单元电路的性能指标， 与前后级之间的联系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿成熟的先进的电路， 也可以创新或改进，但都必须保 i 正性能要求。而且，不仅单元电路本身要求设计合理，各 单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入、输岀信号和控制信号的关系。 2. 参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行讣算，例如放 大电路中各电阻值、放大

4、倍数：振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解 电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。 计算参数时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设讣功能、在实 践中真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题： （1） 元器件的工作电流、电压、频率和功耗参数应能满足电路指标的要求。 （2） 元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额左值的.5 倍。 （3） 电阻和电容的参数应选讣算值附近的标称值。 3. 器件选择 13 （1） 阻容元件的选择 注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 （2） 分立元件的选择 包括二极管、双极型三极管、场效应管、

5、光电二（三）极管 等。根据他们的用途分别进行选择。 （3） 集成电路的选择 根据电路功能、性能指标选择集成电路。注意集成电路的功 耗、电源电压、工作速度是否满足设计要求。 通过査阅有关设计手册，进行元器件的选择。 四、电路图的绘制 电路图通常是在系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择的基础上绘制的，它 是电路组装、调试和维修的依据。绘制电路图时，注意以下几点： （1） 元器件布局合理、排列均匀、图而淸晰、便于阅读。 （2） 注意信号流向。一般从输入端或信号源开始，由左至右或上至下按信号的流向 依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向则与此相反。 （3） 图形符号标准，适当标注。 （4） 连

6、线应为直线，尽量少交叉和折弯。 理论设计的电路必须进行组装、调试和测试，检查电路能否满足设汁功能和性能要求。 1 一 2 电子电路的组装、调试与总结 电子电路设汁好后，便可进行组装、调试，最后对课题内容进行全而总结 一、电子电路的组装 电子技术基础课程设计中组装 2 电路通常采用焊接和在而包板上插接两种方式。焊接 组装可提高学生焊接技术，但器件可重复利用率低。在而包板上无器件组装便于插接且电 路便于调长工，并可提髙器件重复利用率。下而介绍在而包板上用插接方式组装电路的方 法。 1. 集成电路的装插 插接集成电路时首先应认淸方向，不要倒插，所有集成电路的插入方向要保持一致， 注意管脚不能弯曲。

7、2. 元器件的位置 根据电路图的各部分功能确圮元器件在而包板上的位置，并按倍民的流向将元器件顺 地连接，以易于调试。 3. 导线的选用和连接 导线直径应和而包板插孔直径相一致，过粗会损坏插孔，过细则与插孔接触不良。 为检查电路的方便，根据不同用途，导线可以选用不同的颜色。一般习惯是正电源用红线, 负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用英他颜色的线等。 连接用的导线要求紧贴在面包板上，避免接触不良。连线不允许跨接在集成电路上， 一般从集成电路周囤通过，尽量做到横平竖直，这样便于査线和更换器件。 组装电路时注意，电路之间要共地。正确的组装方法和合理的布局，不仅使电路整齐 美观，而且能提高电路工作的可靠

8、性，便于检査和排除故障。 二、电子电路的调试 通常有以下两种调试电路的方法： 13 第一种是采用边安装边调试的方法。把一个总电路按框图上的功能分成若干单元电路 分別进行安装和调试，任完成各单元电路调试的基础上逐步扩大安装和调试的范闹， 最后完成整机涮试。对于新设计的电路，此方法既便于调试，又可及时发现和解决问 题。该方法适于课程设计中采用。 第二种方法是整个电路安装完毕，实行一次性调试。这种方法适于泄型新产品。 调试时应注意做好调试记录，准确记录电路各部分的测试数拯和波形，以便于分析和 运行时参考。 一般调试步骤如下： 1. 通电检查 电路安装完申，首先直观检查电路各部分接线是否正确，检査电源

9、、地线、信号线、 元器件引脚之间有无短路，器件有无接错。 2. 通电检查 接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。如果岀现异常现 象，则应立即关断电源，待排队故障后方可重新通电。 3. 单元电路调试 在调试单元电路时应明确本部分的调试要求，按调试要求测试性能指标和观察波形。 调试顺序按信号的流向进行，这样可以把前而调试过的输出信号作为后一级的输入信号， 为最后的整机联调创造条件。电路调试包括静态和动态调试，通过调试掌握必要的数拯、 波形、现象，然后对电路进行分析、判断、排除故障，完成调试标要求。 4. 整机联调 各单元电路调试过错成后就为整机调试打下了基础。整机联调时应观察

10、各单元电路连 接后各级之间的信号关系，主要观察动态结果，检查电路的性能和参数，分析测量的数据 和波形是否符合设计要求，对发现的故障和问题及时采取处理措施。 电路故障的排队可以按下述 8 种方法进行： 信号寻迹法寻找电路故障时，一般可以按信号的流程逐级进行。从电路的输入端加 入适当的信号，用示波器或电压表等仪器逐级检查信号在电路内各部分伟输的情况，根据 电路的工作原理分析电路的功能是否正常，如果有问题，应及时处理。调试电路时也可从 输岀级向输入能倒推进行，信号从最后一级电路的输入端，继续进行检查。这里所指的“适 当信号”是指频率、电压幅值等参数应满足电路要求，这样才能使调试顺利进行。 对分法把有

11、故障的电路分为两部分，先检测这两部分中究竟是哪部分有故障，然后 再对有故障的部分对分检测，一直到找出故障为止。采用“对分法”可减少调试工作量。 分割测试法对于一些有反馈的环形电路，如振荡器、稳压器等电路，它们各级的工 作情况互相牵连，这时可采取分割环路方法，将反馈环去掉，然后逐级检査，可更快地查 出故障部分。对自激振荡现象也可以用此法检査。 电容器旁路法如遇电路发生自激振荡或寄生调幅等故障，检测时可用一只容量较大 的电容器并联到故障电路的输入或输出端，观察对故障现象的影响，据此分析故障的部位。 在放大电路中，旁路电容失效或开路，使仙反馈加强，输出量下降，此时用适当的电容并 联在旁路电容两端，就

12、可以看到输出幅度恢复正常，也就可断左旁路电容的问题。这种检 査可能要多处试验才有结果。这时要细心分析可能引起故障的原因。这种方法也用来检查 电源滤波和去耦电路的故障。 对比法将有总是的电路状态、参数与相同的正常电路进行逐项对比。此方法可以较 快地从异常的能数中分析出故障。 替代法把已调试好的单元电路代替有故障或有疑问的相同的单元电路（注意共地）, 这样13 可以很快判断故障部位。有时元器件的故障不很明显，如电容漏电、电阻变质、晶体 管和集成电路性能下降等，这时用相同规格的优质元器件逐一替代实验，就可以具体地判 断故障点，加快査找故障点的速度，提髙调试效率。 静态测试法 故障部位找到后，要确怎是

13、哪一个或哪几个元件有问题，最常用的就是 静态测试法和动态测试法。静态测试法是用万用表测试电阻值、电容漏电、电路是否断路 或短路，晶体客和集成电路的各引脚电压是否正常等。这种测试是在电路不加信号时进行 的，所以叫静态测试。通过这种测试可发现元器件的故障。 动态测试法当静态测试还不能发现故障原因时，可以采用动态测试法。测试时在电 路输入端加上适当的信号再测试元器件的工作情况，观察电路的工作状况，分析、判别故 障原因。 组装电路要认真细心，要有严谨的科学作风。安装电路要注意布局合理。调试电路要 注意正确使用测量仪器，系统各部分要“共地”调试过程中不断跟踪和记录观察的现象、 测量的数据和波形。通过组装

14、调试电路，发现问题、解决问题，提高设计水平，圆满完成 设计任务。 三、课程设计总结报告 课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练。通过写报告， 不仅把设讣、组装、调试的内容进行全面总结，而且把实践内容上升到理论高度。总结报 告应包括以下几点： （1） 课题名称。 （2） 内容摘要。 （3） 设计内容及要求。 （4） 比较和选左设计的系统方案，画出系统框图。 （5） 单元电路设计、参数计算和器件选择。 （6） 画岀完整的电路图，并说明电路工作原理。 （7） 组装调试的内容。包括： 使用的主要仪器和仪表。 调试电路方法和技巧。 测试的数据和波形并与计划处结果比较分析。 调试中出

15、现的故障、原因及排除方法。 （8） 总结设计电路的优缺点，指岀课题的核心及价值，提出改进意见和展望。 （9） 列出系统需要的元器件。 （10） 列出参考文献。 （11） 收获、体会。 2.2. 课程设计专题 2.7投币电话控制器 一、目的及意义 投币电话作为一种公共通信工具， 曾给人们的日常生活和工作带来极大的 方便。投币电话控制器的设计思路与自动售货机和投币游戏机等这类机器的控 制思路，原则上 基本一样。因此，了解投币电话控制器的设计方法对于使用和维 护这类设备,有着触类旁通的现实意义。 投币电话的特点是：操作简单,只须拿起话筒，投入一次通话硬币，即可接通 电13 话，通话时间为3min,电

16、路框图如图1-1所示。 图 1-1 控制器电路框图 二、 设计任务和要求 1 通话时间规定为 3min.即每投入一次通话硬币可通话一个计时单元(3min)o 2 在通话开始时，以绿灯提示。 通话结朿前 20s,应以红灯提醒通话者注意时间，并开始用数字显示通话剩余时间，每通话 Is, 数字自动减 K 3 数字显示为零之前，如不再投币，电话将自动切断，控制器停止工作；如继续投币，通 话仍可继续。 三、 单元电路简介 1. 秒脉冲发生器 可由 CD7555 左时器组成多谐振荡器。 2. 二一十进制加法计数器 该电路可用一片 CD4518 来实现。一片 CD4518 内部具有两个同步十进制计数器(符号

17、 如图1-2 所示)，因此，用 CD4518 来实现二一十进制加法计数比较合理。 由于通话时间为 3 分钟，共 180 秒，用二一十进制加法计数器可把时间分为 9 段，当 计数器每计到 20 秒时就输出一个信号，送到控制电路完成下一步功能。 3. 控制电路 控制电路由 CD4017 十进制计数脉冲分配器加上发光二极管组成，控制电路的主要作用 是时间控制。例如，在 180 s 的前 160 s 通话时间，绿灯亮，表示一切正常：而当时间超 过 160 s以后，红灯亮，并且开始倒计时。它的主要功能是接收二一十进制加法讣数器的13 输出信号，并把每一个信号分配输岀。 CC4017 是一个脉冲分配器，它

18、将每一个输入脉冲从 Y 旷 Y X X 1 0 禁止 保持固定 r X 1 0 0 加1 保持固定 X f 1 0 0 感1 保持固定 3. 单稳态触发器 CC4098 CC4098 单稳态触发器的管脚功能图如图 24 所示。触发脉冲从 TR+或 TR-端引入。 Rcxt和 Ccxt 是外接的左时元件，其值决左输出脉冲宽度（暂态时间）。CC4098 的真值表 如表 22所示。 图 2-4 CC4098 管脚功能图 五、供参考选择的元器件 1 7555 2 CC40110 4 数码显示器 5011A （共阴极） 5 CC4013（双 D 触发器） 6 CC4098 7 CC4011 （与非门）

19、8 CC4009 （六反相器） 9 5GL （发光管） 10 3DU5C （光敏受光管） 11 7414（六施密特触发器） 11 电容 100|aE47pE lOpF.O.OlpF 12 电阻若干 4 5 6 7 if, 3 12 CC40 游 10 il 9 13 8 15 14 16 1 C 输入 输m TR4- _r r I 0 TR- l 0 T 1 1 1 1 Q _n_ Q Q -TL. Q LJ- Q Q n_r X X 0 0 1 1 片 4 片 4 片 1 片 1 片 1 片 1 片 1 只 1 只 1 片 各 3 只 Q Q TR- 1R- Q TR+ TR- R- 表 2

20、2 CC4098 M 值表 13 六、参考文献 1. 电子技术基础课程设计华中理工大学出版社杨宗善主编 1995. K 2. 新编实用半导体器件手册电子工业出版社杨帮文主编 2004. 9 3新编 CMOS4000 系列集成电路实用手册 机械工业出版社杨帮文主编 2006. 1013 4.电子技术课程设计要求 一. 设计分组：三人一组，每组选一个组长。 二. 设计周期：一周 三. 设计要求 （一） 总的指导思想 对本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上 不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥， 并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 （二） 设计题目见报名表 四. 设计流程： 1